化工流体流动 29-30学时

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1、某一厚度为b的大平壁，一侧温度为t1，另一侧温度为t2，且t1>t2，沿平壁厚度方向进行一维稳态导热。1.导热的物理模型单层平壁导热示例食品仓库的墙壁导热大平板食品的导热4.2.6单层平壁的热传导2.导热问题的求解由傅里叶定律对于一维稳态导热定解条件(1)导热速率4.2.6单层平壁的热传导对式分离变量积分得导热速率方程推动力导热热阻4.2.6单层平壁的热传导(2)温度分布对式分离变量积分得比较得温度分布方程直线型4.2.6单层平壁的热传导设平壁是由3层材料构成多层平壁导热各层壁厚为表面温度为且4.2.7多层平壁的热传导1.导热的物理模型

2、示例食品冷藏库壁面导热冰箱壁面导热稳态导热故2.导热问题的求解单层平壁导热多层平壁导热4.2.7多层平壁的热传导相加得对n层平壁总推动力为各层温度差之和总热阻为各层热阻之和导热速率方程4.2.7多层平壁的热传导4.2.8单层圆筒壁的热传导某一内半径为r1、外半径为r2的圆筒壁，其内侧温度为t1，外侧温度为t2，且t1>t2，沿径向进行一维稳态导热。1.导热的物理模型单层圆筒壁导热示例圆形管路的传热间壁式换热器的传热2.导热问题的求解由傅里叶定律对于一维稳态导热定解条件(1)导热速率管长4.2.8单层圆筒壁的热传导对式分离变量积分得导热速

3、率方程或4.2.8单层圆筒壁的热传导令由得与平壁导热速率方程类似对数平均半径对数平均面积4.2.8单层圆筒壁的热传导(2)温度分布对式分离变量积分得比较得温度分布方程对数型4.2.8单层圆筒壁的热传导三层圆筒壁导热4.2.9多层圆筒壁的热传导设圆筒壁是由3层材料构成各层壁厚为表面温度为且示例保温管路导热1.导热的物理模型稳态导热2.导热问题的求解单层圆筒壁导热多层圆筒壁导热4.2.9多层圆筒壁的热传导其中4.2.9多层圆筒壁的热传导对n层圆筒壁导热速率方程则4.2.9多层圆筒壁的热传导4.3.1对流传热的类型对流传热自然对流传热强制对流

4、传热√按传热状态分类无相变对流传热有相变对流传热√液体沸腾传热蒸气冷凝传热对流传热按作用方式分类流体与固体壁面间对流传热两流体间对流传热√4.3对流传热4.3.2对流传热的机理所谓对流传热的机理是指在传热过程中，流体以哪种方式进行传热。研究对流传热问题需首先弄清对流传热的机理。层流内层缓冲层湍流中心流体与管壁间的温度分布湍流流体湍流主体层流内层缓冲层传热机理：热传导传热机理：涡流传热为主温度分布：为一陡峭直线传热机理温度分布：为一渐缓曲线温度分布：为一平坦曲线热传导涡流传热在与壁面垂直的方向上分为三层4.3.2对流传热的机理4.3.3对

5、流传热速率方程由传热现象方程局部对流传热系数设流体与壁面间进行对流传热则对流传热速率方程（牛顿冷却定律）热流体壁面dS局部对流传热速率或对流传热热阻或对流传热热阻平均对流传热系数总传热面积4.3.3对流传热速率方程对管壳式换热器dS冷流体(管外)管壁热流体(管内)传热面积管内侧表面积管外侧表面积因此4.3.3对流传热速率方程4.3.4对流传热系数由牛顿冷却定律对流传热系数定义式单位温度差、单位面积的对流传热速率定义物理意义反映对流传热速率快慢的参数单位W/(m2.oC）影响因素α值的范围2500～250005000～150001000～

6、1500020～100020～1005～25水沸腾水蒸汽冷凝水强制对流水自然对流气体强制对流空气自然对流换热方式4.3.4对流传热系数4.3.5基本计算公式对换热器热量衡算,忽略热损失对微元面积dS，则热流体的质量流量热流体的焓值冷流体的质量流量冷流体的焓值单位时间内热流体放出热量=单位时间内冷流体吸收热量则dS对于整个换热器，其热量衡算式为冷凝器出口换热器热负荷冷凝器进口故传热量基本计算式一、基本计算公式4.3.5基本计算公式焓值的计算公式kJ/kg热流体放出显热冷流体获得显热流体的定压比热容kJ/kgkJ/kg若热流体不发生相变4.

7、3.5基本计算公式热流体放出潜量热流体放出潜热和显热汽化热(冷凝热)若热流体只发生相变若热流体发生相变且降温kJ/kgkJ/kg4.3.5基本计算公式练习题目思考题作业题:1、3、41.如何求解单层平壁(或圆筒壁)的导热问题？2.如何将单层平壁(或圆筒壁)的导热问题求解结果引申到多层平壁(或圆筒壁)？3.对流传热有哪些类型，其机理如何?4.对流传热速率方程的形式如何？